專利名稱：改性無機(jī)粉體及無機(jī)粉體的表面改性方法
改性無機(jī)粉體及無機(jī)粉體的表面改性方法
駄領(lǐng)域
本發(fā)明是涉及無機(jī)粉體的表面改性技術(shù)，且特別是有關(guān)于一種可作為難 燃添加劑的改性無機(jī)粉體。
背景駄
高分子塑料及其復(fù)合材料廣泛應(yīng)用在運(yùn)動(dòng)休閑器材、住宅內(nèi)裝修材料及 建筑材料、工業(yè)及公共工程材料、家電/電機(jī)/電子用材、汽車/游艇/航天/大眾 運(yùn)輸系統(tǒng)等，但由于本質(zhì)上為易燃物，每年因火災(zāi)造成極大人員傷亡及財(cái)務(wù) 損失。開發(fā)環(huán)保型難燃防火高分子塑料及其復(fù)合材料，有效降低人員傷亡及 財(cái)務(wù)損失，且不對(duì)生態(tài)造成污染為目前極重要的研究課題。
由于未來對(duì)于含鹵阻燃劑愈來愈多的限制已經(jīng)是大勢(shì)所趨，開發(fā)環(huán)境兼 容的無機(jī)阻燃劑配方已經(jīng)是未來的趨勢(shì)與先進(jìn)國(guó)家的共識(shí)。
現(xiàn)階段的無機(jī)阻燃劑產(chǎn)品主要為氫氧化鋁與氫氧化鎂粉體，利用氫氧化 物遇熱會(huì)釋放水氣并形成氧化物的化學(xué)特性降低燃燒溫度，同時(shí)以其燃燒后 形成的氧化物微結(jié)構(gòu)阻絕氧氣的繼續(xù)供應(yīng)，以達(dá)到阻燃的目的。金屬氫氧化 物不局限用于阻燃，也用于消煙和減少燃燒時(shí)腐蝕性氣體的生成量。金屬氫 氧化物熱分解后，留在燃燒表面上的金屬氧化物會(huì)阻止燃燒熱反饋到凝聚相 上，及形成的氧化物會(huì)對(duì)聚合物熱裂解產(chǎn)物起物理、化學(xué)吸附，此為抑煙作 用的主要原因。金屬氫氧化物不僅可單獨(dú)使用，也常與其它阻燃劑并用，大 量應(yīng)用于制備難燃熱固性與熱塑性復(fù)合材料，因不對(duì)環(huán)境污染造成危害，為 目前使用量最大的環(huán)保型無機(jī)阻燃劑。
金屬氫氧化物，例如氫氧化鋁(ATH, aluminum trihydroxide)，表面含有 許多-OH官能基及附著的水份，為極性相當(dāng)高的無機(jī)粉體材料。若要摻混在 一般極性偏低的有機(jī)高分子樹脂中常因界面兼容性差異太大造成團(tuán)聚現(xiàn)象， 又因和一些表面無反應(yīng)官能基的高分子混在一起進(jìn)行加工時(shí)，因無法和高分
子有實(shí)質(zhì)上的化學(xué)鍵結(jié)產(chǎn)生，造成提升塑料高分子材料的耐燃性不如預(yù)期的好，且使塑料高分子材料的脆性大幅增加，因而縮小加工后的材料其最終的 應(yīng)用領(lǐng)域范圍。
如何提升無機(jī)粉體表面與塑料高分子材料間的兼容性，以提升高分子復(fù) 合材料的難燃性及降低材料的脆性實(shí)有其必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種與塑料高分子材料間的兼容性好的改性無機(jī) 粉體，以提升高分子復(fù)合材料的難燃性及降低材料的脆性。
本發(fā)明提供一種改性無機(jī)粉體，包括 一無機(jī)粉體，其表面具有羥基；
以及， 一表面改性劑，經(jīng)由氨基甲酸酯鍵結(jié)(urethanelinkage)連接至該無機(jī)粉 體，且該表面改性劑末端具有一乙烯不飽和基(ethylenically unsaturated groups)。
本發(fā)明更提供一種無機(jī)粉體的表面改性方法，包括提供一無機(jī)粉體， 其表面具有羥基；提供一表面改性劑，其一端具有異氰酸酯官能基，且另一 端具有乙烯不飽和鍵；以及，混合該無機(jī)粉體與該表面改性劑，使該表面改 性劑的異氰酸酯官能基與該無機(jī)粉體的羥基反應(yīng)而接枝至該無機(jī)粉體上。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的具乙烯不飽和基的改性粉體的優(yōu)點(diǎn)在 于，在用于制備有機(jī)/無機(jī)復(fù)合材料，由于有機(jī)成分與無機(jī)粉體之間具有化學(xué) 鍵結(jié)，因此在有火焰燃燒或接觸大量熱能時(shí)，較不會(huì)熔化或燃燒造成火焰蔓 延與轉(zhuǎn)移，而會(huì)快速碳化形成結(jié)構(gòu)堅(jiān)硬的焦炭層，有別于一般的物理性摻混。


圖1為本發(fā)明的無機(jī)粉體改性方法的流程示意圖。 其中，主要組件符號(hào)說明
100 無機(jī)粉體 200 表面改性劑 300 經(jīng)表面改性的無機(jī)粉體 400~有機(jī)/無機(jī)復(fù)合材料
6為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉 出較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下
請(qǐng)參照?qǐng)D1，本發(fā)明是采用同時(shí)含有異氰酸酯官能基(isocyanate)與乙烯 不飽和官能基(ethylenically unsaturated group)的單體、寡聚物、或預(yù)聚合物200 作為無機(jī)粉體100的表面改性劑。通過表面改性劑200的異氰酸酯官能基與 無機(jī)粉體100的羥基(-OH)反應(yīng)形成的氨基甲酸酯鍵結(jié)(urethane linkage)而接 枝到無機(jī)粉體100表面。如圖中所示，改性后的無機(jī)粉體300表面具有乙烯 不飽和基，因此可進(jìn)一步與其它反應(yīng)單體、寡聚物、預(yù)聚合物、或高分子上 的官能基產(chǎn)生反應(yīng)，并均勻地分散于有機(jī)樹脂系統(tǒng)中，成為具有防火耐燃性 質(zhì)的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合材料400。
本發(fā)明所使用的無機(jī)粉體100較佳為金屬氫氧化物，例如氫氧化鋁 (Al(OH)3)或氫氧化鎂(Mg(OH)2)，但也可為其它表面具有-OH基的無機(jī)粉體， 例如二氧化硅(Si02)、 二氧化鈦(Ti02)、氧化鋅(ZnO)等氧化物，甚至可使用改 性后具有-OH基的無機(jī)粉體。無機(jī)粉體可以是粒徑介于l-50pm的微米級(jí)顆 ?；蛄浇橛?0-500nm納米級(jí)顆粒。
在進(jìn)行改性反應(yīng)之前，最好先將無機(jī)粉體置于100 130'C烘箱內(nèi)去除水 分，以避免表面改性劑上的異氰酸酯官能基與吸附在無機(jī)粉體表面上的水份 反應(yīng)而降低表面改性劑的接枝程度。
本發(fā)明所使用的表面改性劑200例如是含異氰酸酯官能基的壓克力單體 或寡聚物，其可為脂肪族或芳香族。表面改性劑的添加量，以100重量份的 無機(jī)粉體為基準(zhǔn)，約為2-10重量份，較佳約3-6重量份。
本發(fā)明的改性反應(yīng)可直接在一反應(yīng)性溶劑中進(jìn)行。此處所稱的"反應(yīng)性 溶劑"是指在改性完成后，可與無機(jī)粉體上的乙烯不飽和基進(jìn)行反應(yīng)的低粘度 反應(yīng)性單體或寡聚合物。在傳統(tǒng)的濕式改性中，若不將溶劑去除，而在原系 統(tǒng)中再加入其它成份以制備難燃防火材料，則因系統(tǒng)中含溶劑及酸或堿性催 化劑，常造成硬化加工上的困擾及外觀、物性不易掌控。使用反應(yīng)性溶劑可 避免傳統(tǒng)濕式無機(jī)表面改性工藝需將大部分溶劑去除后才硬化所造成的加工 不便。然而，為了防止反應(yīng)性溶劑影響改性反應(yīng)，所采用反應(yīng)性單體或寡聚 合物最好不要含有-SH、 -OH、 -NH2、 NHR(R代表烷基)、-COOH等可能和異 氰酸酯反應(yīng)的官能基。舉例而言，較佳的反應(yīng)性溶劑包括苯乙烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸苯甲基酯、甲基丙烯酸苯甲基酯、或前述的 組合。
除此之夕卜，本發(fā)明的改性反應(yīng)也可在一般不含有-SH、-OH、-NH2、-NHR、 -COOH官能基的非反應(yīng)性溶劑中進(jìn)行，例如酮類溶劑、醚類溶劑、酯類溶劑、 脂肪族溶劑、芳香烴溶劑、環(huán)垸烴溶劑、或前述的組合。其中酮類溶劑如環(huán) 己酮、甲基乙基酮、甲基第三丁基酮。醚類溶劑如乙醚、乙二醇二甲醚、乙 二醇醚、乙二醇乙醚、四氫呋喃(THF)、乙二醇丁醚。酯類溶劑如丙二醇甲醚 乙酸酯、乙基-2-乙氧基乙醇乙酸酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙酸異戊酯。脂肪 族溶劑如正己垸、庚垸、戊垸等。芳香烴溶劑如苯、甲苯、二甲苯等。環(huán)垸 烴溶劑，如環(huán)己烷、甲基環(huán)己烷等。在進(jìn)行表面改性反應(yīng)時(shí)，所采用的非反 應(yīng)性溶劑最好經(jīng)過除水步驟，使其水含量愈低愈好。
進(jìn)行表面改性反應(yīng)時(shí)，可加入任何會(huì)促進(jìn)異氰酸酯與羥基進(jìn)行反應(yīng)的催 化劑，例如二月桂酸二丁基錫(T-12, dibutyltin dilaurate)或辛酸亞錫(T-9, stannous octoate)等。 一般而言，改性反應(yīng)的溫度約在20 8(TC之間，較佳的 反應(yīng)溫度約40 7(TC，更佳約45 65。C之間。
本發(fā)明所制備出的具乙烯不飽和基的改性粉體，可與含有乙烯不飽和基 的單體、寡聚合物、或預(yù)聚合物進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，并均勻分散在有機(jī)樹脂系統(tǒng) 中，形成三維空間的有機(jī)/無機(jī)結(jié)構(gòu)，其中上述含有乙烯不飽和基的單體、寡 聚合物、或預(yù)聚合物可進(jìn)一步含有羥基(OH)、酸酐、羧基(COOH)、或環(huán)氧基。 當(dāng)無機(jī)粉體是分散在反應(yīng)性溶劑中進(jìn)行改性時(shí)，改性完畢后可不去除原先所 含的反應(yīng)性單體或寡聚合物，直接于系統(tǒng)中加入自由基引發(fā)劑進(jìn)行聚合反應(yīng) 形成有機(jī)/無機(jī)復(fù)合材料，也可再添加其它一種或數(shù)種不同類型的反應(yīng)性單 體、寡聚合物、預(yù)聚合物、或高分子而形成各種難燃防火復(fù)合材料。當(dāng)無機(jī) 粉體是分散在非反應(yīng)性溶劑中進(jìn)行改性時(shí)，則須先將粉體先分離出，再與反 應(yīng)性單體、寡聚合物、預(yù)聚合物進(jìn)行交聯(lián)硬化。也可于原系統(tǒng)中加入反應(yīng)性 單體、寡聚合物、預(yù)聚合物或高分子等，并將大部分溶劑去除后才進(jìn)行交聯(lián) 硬化。
本發(fā)明所制備出的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合材料，由于有機(jī)成分與無機(jī)粉體之間 具有化學(xué)鍵結(jié)，因此在有火焰燃燒或接觸大量熱能時(shí)，較不會(huì)熔化或燃燒造 成火焰蔓延與轉(zhuǎn)移，而會(huì)快速碳化形成結(jié)構(gòu)堅(jiān)硬的焦炭層，有別于一般的物理性摻混。
此外，所得的有機(jī)/無機(jī)復(fù)合材料除了可直接應(yīng)用防火材料外，也可將 其以粉碎機(jī)粉碎制粒，制備成表面包覆高分子的改性無機(jī)粉體。而此粉體可 再與熱塑性高分子、無機(jī)填充料、可塑劑等于高溫下混合分散，然后擠出成 型為難燃熱塑性復(fù)合材料。
實(shí)施例1
將10g的商用含異氰酸酯官能基的壓克力寡聚物、50g苯乙烯、0.4g二 月桂酸二丁基錫催化劑均勻混合置于500ml反應(yīng)槽中，然后將180g氫氧化鋁 (ATH， alumina trihydrate;平均粒徑約8pm，貝民公司產(chǎn)品，經(jīng)13(TC烘干2 小時(shí))慢慢加入到反應(yīng)槽中，將溫度控制于50 55。C間進(jìn)行攪拌反應(yīng)3小時(shí)。 降至室溫后，取出20g的氫氧化鋁分散液。于其中加入60ml的甲苯，以超音 波震蕩，經(jīng)離心、過濾，此步驟重復(fù)三次。然后將氫氧化鋁粉體置于烘箱內(nèi) 以6(TC烘烤2小時(shí)。由紅外線光譜圖顯示在經(jīng)過表面改性后的氫氧化鋁表面 上含有表面改性劑上的壓克力官能基及-O-OO的吸收峰(介于1500-1750cm—1) 及2850-2950cm"的脂肪族氫(aliphatic hydrogen stretching)吸收峰。
實(shí)施例2
將10g的商用含異氰酸酯官能基的壓克力寡聚物、50g苯乙烯、0.4g二 月桂酸二丁基錫催化劑均勻混合置于500ml反應(yīng)槽中，然后將180g氫氧化鋁 (ATH, alumina trihydrate;平均粒徑約8pm，貝民公司產(chǎn)品，經(jīng)13(TC烘干2 小時(shí))慢慢加入到反應(yīng)槽中，將溫度控制于50 55"C間進(jìn)行攪拌反應(yīng)3小時(shí)。 降至室溫后，加入10g聚苯乙烯粉體、l.Og過氧苯甲酰(Benzoyl Peroxide), 繼續(xù)機(jī)械攪拌約30分鐘。接著以三滾筒分散后，取適量置于0.3mm厚度模 具內(nèi)，蓋上模具，于IO(TC模壓60分鐘，將試片取出，置于烘箱內(nèi)于120。C 硬化60分鐘。接著將試片取出，成膜性良好且表面平滑；耐燃測(cè)試通過 UL94V-0。
實(shí)施例3
將2.4g的商用含異氰酸酯官能基的壓克力寡聚物、40g苯乙烯、0.13g二月桂酸二丁基錫催化劑均勻混合置于300ml反應(yīng)槽中，然后將60g氫氧化 鎂(Mg(OH)2, magnesium hydroxide;平均粒徑約1 pm， ICL公司產(chǎn)品，編號(hào) FR20/100，經(jīng)13(TC烘干2小時(shí))慢慢加入到反應(yīng)槽中，將溫度控制于50 55°C 間進(jìn)行攪拌反應(yīng)3小時(shí)。降至室溫后，加入1.2gBYK110分散劑、0.6g過氧 苯甲酸叔丁酯(TBPB， tert-Butyl Peroxybenzoate)，繼續(xù)機(jī)械攪拌約30分鐘。接 著于其中加入12g短切玻纖(1/8 inch，臺(tái)灣玻璃公司產(chǎn)品)攪拌分散，然后置 入0.3mm厚度模具內(nèi)，蓋上模具，于12(TC模壓30分鐘，將試片取出，置于 烘箱內(nèi)于130。C硬化60分鐘。接著將試片取出，成膜性良好；耐燃測(cè)試通過 UL94V-0。
制備例1:含NCO基壓克力寡聚物
首先將聚丙二醇(PPG-IOOO) 160.0g與1，6-己二醇(l,6-HD) 9.4g等混合物 共169.4g，置于玻璃容器中，在105。C加熱抽真空除水至少4小時(shí)，使其水 含量低于400 ppm。
其次，在氮?dú)馔ㄈ胂?，?，6-己二異氰酸酯(HDI) 100.8g進(jìn)料于四口反 應(yīng)瓶中，預(yù)熱至120°C ，再將PPG-1000與1,6-HD混合物共169.4 g，徐徐進(jìn) 料于反應(yīng)瓶中。進(jìn)料完畢后，反應(yīng)溫度控制在120 130'C間，繼續(xù)反應(yīng)5小 時(shí)后監(jiān)測(cè)NCO殘量。待NCO殘量降至11.5%左右時(shí)，第一階段合成反應(yīng)終 止；冷卻至5(TC時(shí)，進(jìn)行第二階段的合成反應(yīng)。
第二階段首先將二月桂酸二丁基錫(T-12， dibutyltin dilaumte) 1.5g，進(jìn)料 于上述反應(yīng)系中；混勻后，再將丙烯酸2-羥基丙酯(2-HPA) 20.8g，在50。C徐 徐進(jìn)料，進(jìn)料完畢后，反應(yīng)溫度控制在大約5(TC間，繼續(xù)反應(yīng)3小時(shí)后監(jiān)測(cè) NCO殘量。待NCO殘量降至8.2。/。左右時(shí)，第二階段合成反應(yīng)終止。所得的 含NCO基壓克力寡聚物具有高粘度，在室溫下呈固態(tài)，NCO殘量實(shí)測(cè)為 6.5%。
制備例2:含NCO基壓克力寡聚物
首先將聚丙二醇(PPG-IOOO) 200.0g與1，6-己二醇(l,6-HD) 4.1g等混合物 共204.1 g，置于玻璃容器中，在105"C加熱抽真空除水至少4小時(shí)，使其水 含量低于400 ppm。其次，在氮?dú)馔ㄈ胂?，將l，6-己二異氰酸酯(HDI)126.0g進(jìn)料于四口反應(yīng) 瓶中，預(yù)熱至12(TC，再將PPG-1000與1,6-HD混合物共204.1g，于60分鐘 內(nèi)，徐徐進(jìn)料于反應(yīng)瓶中。進(jìn)料完畢后，反應(yīng)溫度控制在120 13(TC間，繼 續(xù)反應(yīng)6小時(shí)后監(jiān)測(cè)NCO殘量。待NCO殘量降至13.1%左右時(shí)，第一階段 合成反應(yīng)終止；冷卻至5(TC時(shí)，進(jìn)行第二階段的合成反應(yīng)。
第二階段首先將二月桂酸二丁基錫(T-12) 1.8 g，進(jìn)料于上述反應(yīng)系中； 混勻后，在50。C， 30分鐘內(nèi)分?jǐn)?shù)次加入丙烯酸2-羥基丙酯(2-HPA) 26.0 g。 進(jìn)料完畢后，反應(yīng)溫度控制在大約5(TC間，繼續(xù)反應(yīng)5小時(shí)后監(jiān)測(cè)NCO殘 量。待NCO殘量降至9.7y。左右時(shí)，第二階段合成反應(yīng)終止。所得產(chǎn)物呈低 粘度液態(tài)，在25。C粘度為1，425cps， NCO殘量實(shí)測(cè)為8.3%。
制備例3:含NCO基壓克力寡聚物
首先將聚丙二醇(PPG-IOOO) 200.0g與1，6-己二醇(l,6-HD) 4.1g等混合物 共204.1g，置于玻璃容器中，在105。C加熱抽真空除水至少4小時(shí)，使其水
含量低于400 ppm。
其次，在氮?dú)馔ㄈ胂?，?，4/2，6-甲苯二異氰酸酯(TDI) 132.2g進(jìn)料于 四口反應(yīng)瓶中，預(yù)熱至70。C，再將PPG-1000與1，6-HD混合物共204.1g，于 60分鐘內(nèi)，徐徐進(jìn)料于反應(yīng)瓶中。進(jìn)料完畢后，反應(yīng)溫度控制在70 75。C間， 繼續(xù)反應(yīng)3小時(shí)后監(jiān)測(cè)NCO殘量。待NCO殘量降至13.1%左右時(shí)，第一階 段合成反應(yīng)終止；冷卻至4(TC時(shí)，進(jìn)行第二階段的合成反應(yīng)。
第二階段首先將二月桂酸二丁基錫(T-12) 0.3g，進(jìn)料于上述反應(yīng)系中； 混勻后，在40。C， 30分鐘內(nèi)分?jǐn)?shù)次加入丙烯酸2-羥基丙酯(2-HPA) 26.0 g。 進(jìn)料完畢后，反應(yīng)溫度控制在大約5(TC間，繼續(xù)反應(yīng)3小時(shí)后監(jiān)測(cè)NCO殘 量。待NCO殘量降至9.8。/。左右時(shí)，第二階段合成反應(yīng)終止。所得產(chǎn)物呈無 色透明液體，在25。C粘度為15,000cps， NCO殘量實(shí)測(cè)為9.P/。。
比較例1
將40g苯乙烯置于200ml塑料罐中，然后將75g未改性氫氧化鋁(ATH， alumina trihydrate;平均粒徑8|am ，貝民公司產(chǎn)品)慢慢加入到塑料罐中攪 拌均勻后，加入10g聚苯乙烯粉體、0.75g過氧苯甲酰(BPO, Benzoyl Peroxide),
ii繼續(xù)機(jī)械攪拌約30分鐘。再加入41.7g短切玻纖(1/8inch，臺(tái)灣玻璃公司) 攪拌分散，然后置入0.3mm厚模具內(nèi)，于12(TC模壓60分鐘，將試片取出， 置于烘箱內(nèi)于13(TC后硬化60分鐘。將試片取出，裁切成12.7mmX127mm二 5支，進(jìn)行UL94燃燒試驗(yàn)測(cè)試，燃燒時(shí)會(huì)有滴垂現(xiàn)象，測(cè)試未達(dá)UL94測(cè)試 標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例4
將40g苯乙烯置于200ml塑料罐中，然后將75g以含異氰酸酯官能基的 壓克力寡聚物(制備例l)改性過的氫氧化鋁慢慢加入到塑料罐中攪拌均勻后， 加入10g聚苯乙烯粉體、0.75g過氧苯甲酰，繼續(xù)機(jī)械攪拌約30分鐘。再加 入41.7g短切玻纖(1/8inch，臺(tái)灣玻璃公司)攪拌分散，然后置入0.3mm厚 模具內(nèi)，于12(TC模壓60分鐘，將試片取出，置于烘箱內(nèi)于13(TC后硬化60 分鐘。將試片取出，裁切成12.7mm X 127mm二5支，進(jìn)行UL94燃燒試驗(yàn) 測(cè)試，燃燒試驗(yàn)測(cè)試達(dá)UL94-V0標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例5
將3g含異氰酸酯官能基的壓克力寡聚物(制備例1) 、 40g苯乙烯、0.15g 二月桂酸二丁基錫催化劑均勻混合置于500ml反應(yīng)槽中，然后將75g氫氧化 鋁(ATH， aluminatrihydrate;平均粒徑8|im，貝民公司產(chǎn)品，經(jīng)130。C烘干 2小時(shí))慢慢加入到反應(yīng)槽中，將溫度控制于50 55'C間進(jìn)行攪拌反應(yīng)3小 時(shí)。降至室溫后，加入10g聚苯乙烯粉體、0.75過氧苯甲酸叔丁酯(tert-Butyl peroxybenzoate)，繼續(xù)機(jī)械攪拌約30分鐘。再加入42.7g短切玻纖(1/8 inch， 臺(tái)灣玻璃公司)攪拌分散，然后置入0.3mm厚模具內(nèi)，于120'C模壓60分鐘， 將試片取出，置于烘箱內(nèi)于13(TC后硬化60分鐘。將試片取出，裁切成 12.7mmX127mm = 5支，進(jìn)行UL94燃燒試驗(yàn)測(cè)試，結(jié)果燃燒試驗(yàn)測(cè)試達(dá) UL94V-0標(biāo)準(zhǔn)。
比較例2
將50g乙烯酯樹脂、0.3g鈷鹽均勻混合置于200ml塑料罐中，然后將 65g未改性氫氧化鋁慢慢加入到塑料罐中，繼續(xù)機(jī)械攪拌約30分鐘后，加入0.75g過氧化丁酮(MEKPO, methyl ethyl ketone peroxide)再加入38.3g短切玻 纖(l/8inch，臺(tái)灣玻璃公司)攪拌分散，然后置入0.3mm模具內(nèi)，于室溫放 置6小時(shí)后，將試片取出，置于烘箱內(nèi)于13(TC后硬化60分鐘。將試片取出， 裁切成12.7mmX127mm二5支，進(jìn)行UL94燃燒試驗(yàn)測(cè)試，燃燒試驗(yàn)測(cè)試未 達(dá)UL94標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例6
將50g乙烯酯樹脂、0.3g鈷鹽均勻混合置于200ml塑料罐中，再將65g 氫氧化鋁慢慢加入到塑料罐中繼續(xù)機(jī)械攪拌約30分鐘，然后加入2g含異氰 酸酯官能基的壓克力寡聚物(制備例2)攪拌均勻后，加入0.75gMEKPO，再加 入39.3g短切玻纖(1/8inch，臺(tái)灣玻璃公司)攪拌分散，然后置入0.3mm厚 模具內(nèi)，于室溫放置6小時(shí)后，將試片取出，置于烘箱內(nèi)于13(TC后硬化60 分鐘。將試片取出，裁切成12.7mmX127mm=5支，進(jìn)行UL94燃燒試驗(yàn)測(cè) 試，結(jié)果燃燒試驗(yàn)測(cè)試達(dá)UL94V-0標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例7
將50 g乙烯酯樹脂、0.3g鈷鹽均勻混合置于200ml塑料罐中，然后將 65g以含異氰酸酯官能基的壓克力寡聚物(制備例2)改性過的氫氧化鋁慢慢加 入到塑料罐中，繼續(xù)機(jī)械攪拌約30分鐘后。加入0.75gMEKPO，再加入38.3g 短切玻纖(1/8inch，臺(tái)灣玻璃公司)攪拌分散，然后置入0.3mm厚模具內(nèi)， 于室溫放置6小時(shí)后，將試片取出，置于烘箱內(nèi)于13(TC后硬化60分鐘。將 試片取出，裁切成2.7mmX127mm二5支，進(jìn)行UL94燃燒試驗(yàn)測(cè)試，結(jié)果燃 燒試驗(yàn)測(cè)試達(dá)UL94V-0標(biāo)準(zhǔn)。
雖然本發(fā)明己以多個(gè)較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明， 任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可 作任意的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求書所界定 者為準(zhǔn)。
1權(quán)利要求
1. 一種改性無機(jī)粉體，包括一無機(jī)粉體，其表面具有羥基；以及一表面改性劑，經(jīng)由氨基甲酸酯鍵結(jié)連接至該無機(jī)粉體，且該表面改性劑末端具有一乙烯不飽和基。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性無機(jī)粉體，其中該無機(jī)粉體包括金屬氫 氧化物或氧化物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的改性無機(jī)粉體，其中該金屬氫氧化物包括氫氧化鋁或氫氧化鎂。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的改性無機(jī)粉體，其中該氧化物包括二氧化硅、二氧化鈦或氧化鋅。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性無機(jī)粉體，其中該表面改性劑為同時(shí)具有 異氰酸酯官能基與乙烯不飽和基的單體、寡聚物或預(yù)聚物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性無機(jī)粉體，其中該改性無機(jī)粉體是分散在一非反應(yīng)性溶劑中。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的改性無機(jī)粉體，其中該非反應(yīng)性溶劑包括酮類溶劑、醚類溶劑、酯類溶劑、脂肪族溶劑、芳香烴溶劑、環(huán)烷烴溶劑或前 述的組合。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性無機(jī)粉體，其中該改性無機(jī)粉體是分散在一反應(yīng)性溶劑中。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的改性無機(jī)粉體，其中該反應(yīng)性溶劑為不含-SH、 -OH、 -NH2、 -NHR、 -COOH官能基的反應(yīng)單體或寡聚合物，其中R代表垸 基。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的改性無機(jī)粉體，其中該反應(yīng)性溶劑包括苯乙 烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸苯甲基酯、甲基丙烯酸苯甲基酯 或前述的組合。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性無機(jī)粉體，更包括一高分子包覆該無機(jī)粉體。
12. —種無機(jī)粉體的表面改性方法，包括下列步驟提供一無機(jī)粉體，其表面具有羥基；提供一表面改性劑，其一端具有異氰酸酯官能基，且另一端具有乙烯不飽和鍵；以及混合該無機(jī)粉體與該表面改性劑，使該表面改性劑的異氰酸酯官能基與 該無機(jī)粉體的羥基反應(yīng)而接枝至該無機(jī)粉體上。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的無機(jī)粉體的表面改性方法，其中在混合該無 機(jī)粉體與該表面改性劑之前，更包括對(duì)該無機(jī)粉體進(jìn)行烘干處理。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的無機(jī)粉體的表面改性方法，其中該烘干處理 的溫度約U0 130。C。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的無機(jī)粉體的表面改性方法，其中該無機(jī)粉體 包括金屬氫氧化物或氧化物。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的無機(jī)粉體的表面改性方法，其中該金屬氫氧 化物包括氫氧化鋁或氫氧化鎂。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的無機(jī)粉體的表面改性方法，其中該氧化物包 括二氧化硅、二氧化鈦或氧化鋅。
18. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的無機(jī)粉體的表面改性方法，其中該表面改性 劑為一單體、寡聚物或預(yù)聚物。
19. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的無機(jī)粉體的表面改性方法，更包括添加一促 進(jìn)異氰酸酯基與羥基反應(yīng)的催化劑。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的無機(jī)粉體的表面改性方法，其中該催化劑包 括二月桂酸二丁基錫或辛酸亞錫。
21. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的無機(jī)粉體的表面改性方法，其中該反應(yīng)是在 約20 80。C的溫度下進(jìn)行。
22. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的無機(jī)粉體的表面改性方法，其中該反應(yīng)是在 一不含-SH、 -OH、 -NH2、 -NHR、 -COOH官能基的非反應(yīng)性溶劑中進(jìn)行，其 中R代表垸基。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的無機(jī)粉體的表面改性方法，其中該非反應(yīng)性 溶劑包括酮類溶劑、醚類溶劑、酯類溶劑、脂肪族溶劑、芳香烴溶劑、環(huán) 烷烴溶劑或前述的組合。
24. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的無機(jī)粉體的表面改性方法，其中該反應(yīng)是在一反應(yīng)性溶劑中進(jìn)行。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的無機(jī)粉體的表面改性方法，其中該反應(yīng)性溶劑為不含-SH、 -OH、 -NH2、 -NHR、 -COOH官能基的反應(yīng)單體或寡聚合物， 其中R代表烷基。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的無機(jī)粉體的表面改性方法，其中該反應(yīng)性溶 劑包括苯乙烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸苯甲基酯、甲基丙 烯酸苯甲基酯或前述的組合。
27. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的無機(jī)粉體的表面改性方法，更包括 將該接枝后的無機(jī)粉體與一反應(yīng)單體、寡聚合物或預(yù)聚合物進(jìn)行一交聯(lián)反應(yīng)形成一有機(jī)/無機(jī)復(fù)合材料；以及將該復(fù)合材料粉碎制粒形成表面包覆高分子的無機(jī)粉體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種改性無機(jī)粉體與其制造方法。本發(fā)明的改性粉體包括一無機(jī)粉體，其表面具有羥基；以及，一表面改性劑，經(jīng)由氨基甲酸酯鍵結(jié)連接至該無機(jī)粉體，且該表面改性劑末端具有一乙烯不飽和基。
文檔編號(hào)C09C3/08GK101451025SQ200710199050
公開日2009年6月10日 申請(qǐng)日期2007年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月7日
發(fā)明者張凱文, 江曉萍, 沈錦和, 蔡梵正, 鄧維豐, 陳守一, 陳治貞, 高哲一 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院